BWEL-SPF雞生長曲線擬合研究

于海波, 陶玉笛，王園園，張?bào)憷?，李昌?/p>

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所/國家禽類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物資源庫，黑龍江 哈爾濱 150069)

SPF雞是指在屏障或隔離環(huán)境中經(jīng)人工飼育，遺傳背景清晰，排除了國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的影響雞、人類健康和潛在影響科學(xué)研究、生物制品生產(chǎn)的主要病原及抗體的雞。SPF雞主要用于生物醫(yī)學(xué)、畜牧獸醫(yī)等領(lǐng)域，是科學(xué)研究和多種人、畜、禽生物制品生產(chǎn)、檢驗(yàn)中不可缺少和無法替代的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和原材料。SPF雞的應(yīng)用與養(yǎng)殖業(yè)、食品安全乃至人民健康息息相關(guān)。BWEL-SPF雞是國家禽類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物資源庫以普通級白來航雞群為原材料，經(jīng)多代隔離凈化而成的SPF雞，是我國唯一的擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的SPF種雞群[1]。

生長曲線可用來描述禽類體重隨年齡增長而發(fā)生的規(guī)律性、連續(xù)性變化，一般為S形曲線。生長曲線擬合分析，實(shí)質(zhì)上是把一系列日齡-體重?cái)?shù)據(jù)壓縮為數(shù)學(xué)模型中的幾個(gè)參數(shù)，有效消除部分試驗(yàn)誤差的影響，具有實(shí)際的參考意義[2]。理想的生長曲線模型，有助于判斷和分析禽類的生長情況，預(yù)測禽類的生長規(guī)律，比較不同品種的遺傳品質(zhì)和親緣關(guān)系，指導(dǎo)飼養(yǎng)管理[3]。生長曲線擬合分析在雞[4]、鴨[5]、鵝[6]、鴿[7]等禽類均有報(bào)道，收效良好。目前鮮見SPF雞生長發(fā)育的研究資料，本研究運(yùn)用Logistic、von Bertalanffy和Gompertz這3種非線性數(shù)學(xué)模型對SPF雞生長曲線進(jìn)行擬合，為SPF雞的保種育種、飼養(yǎng)管理提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 BWEL-SPF雞與飼養(yǎng)管理

以國家禽類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物資源庫BWEL-SPF雞群為研究材料，屏障環(huán)境下飼育，自由采食、飲水，飼料營養(yǎng)配方執(zhí)行該資源庫飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，飼養(yǎng)管理按該資源庫作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行。隨機(jī)選取45只雌性進(jìn)行編號標(biāo)記，分別在每周齡的最后1 d早上空腹稱重，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)至20周齡。以這45只的各周齡數(shù)據(jù)計(jì)算平均體重。

1.2 生長曲線模型

選用非線性數(shù)學(xué)模型Logistic、von Bertalanffy和Gompertz對BWEL-SPF雞的生長情況進(jìn)行擬合，模型表達(dá)式見表1。

表1 3種非線性數(shù)學(xué)模型公式

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2010對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析，計(jì)算各周齡的平均體重。采用SPSS 17.0軟件對各周齡的體重進(jìn)行3種非線性生長曲線擬合，分別得出A、B、k參數(shù)的估計(jì)值和擬合度R2的值。進(jìn)而計(jì)算出各個(gè)模型的拐點(diǎn)體重、拐點(diǎn)周齡和最大周增重量。

2 結(jié)果

2.1 BWEL-SPF雞實(shí)際生長曲線分析

BWEL-SPF雞實(shí)際生長曲線見圖1，生長曲線近“S”型，前段增速較快，為較陡上升曲線，9周齡左右達(dá)到生長最快，而后生長速度減緩。

圖1 BWEL-SPF雞實(shí)際生長曲線

2.2 3種模型擬合的生長曲線分析比較

Logistic、von Bertalanffy和Gompertz 3種模型對BWEL-SPF雞的生長情況進(jìn)行擬合，擬合的參數(shù)估計(jì)值和擬合度R2如表2。3種模型均能較好地模擬BWEL-SPF雞的生長曲線，擬合度分別為0.990、0.997和0.996，其中von Bertalanffy模型擬合度最高。

表2 3種非線性數(shù)學(xué)模型參數(shù)估計(jì)

應(yīng)用3種模型對BWEL-SPF雞的生長情況進(jìn)行擬合分析，拐點(diǎn)周齡分別為10.19、7.98和9.03，拐點(diǎn)體重分別為853.08、653.20和724.05 g，最大周增重量分別為110.90、101.90和101.37 g。具體見表3，3種模型與實(shí)際曲線的拐點(diǎn)周齡比較接近。

表3 3種非線性數(shù)學(xué)模型擬合結(jié)果

BWEL-SPF雞的實(shí)際體重和3種模型預(yù)測值的比較見表4，BWEL-SPF雞實(shí)際生長曲線與3種擬合曲線的比較見圖2。由表4和圖2可知，Logistic模型在3周齡前和15周齡后與實(shí)際數(shù)值相差較遠(yuǎn)，擬合不夠好；von Bertalanffy和Gompertz模型與實(shí)際曲線趨勢基本一致，其中von Bertalanffy模型更為接近實(shí)際生長曲線。

表4 BWEL-SPF雞的實(shí)際體重和3種模型預(yù)測值 g

圖2 BWEL-SPF雞實(shí)際生長曲線與3種擬合曲線比較

3 討論

在禽類的飼養(yǎng)生產(chǎn)中，體重不僅是衡量管理優(yōu)劣的標(biāo)志，同時(shí)也是預(yù)測生產(chǎn)性能的標(biāo)志。通過建立體重生長曲線，可以研究禽類的生長發(fā)育規(guī)律，制定更加科學(xué)合理的飼養(yǎng)方案，同時(shí)將選育時(shí)間提前，節(jié)約成本。近年來，利用Logistic、von Bertalanffy和Gompertz這3種非線性數(shù)學(xué)模型建立禽類生長曲線模型在不同的禽類品種中均有報(bào)道。

顧麗紅等[5]、方福平等[6]、張華杰等[8]、李巖等[9]、柳儉強(qiáng)等[10]、唐軍等[11]分別對嘉積鴨、平壩灰鵝、吉林地方黑雞、海蘭褐父母代種雞、吉林蘆花雞、清遠(yuǎn)黑鬃鵝進(jìn)行3種生長模型的擬合分析，認(rèn)為Gompertz模型擬合效果更好。梁勇等[7]、蔣世遠(yuǎn)等[12]、劉菁等[13]、譚玉文等[14]、張權(quán)等[15]分別對塔里木鴿、桂香雞、黑羽番鴨、京都黃公雞、新廣黃公雞進(jìn)行3種生長模型的擬合分析，認(rèn)為von Bertalanffy曲線模型的擬合要優(yōu)于Logistic和Gompertz模型；同時(shí)蔣世遠(yuǎn)等[12]認(rèn)為Gompertz模型在預(yù)測成熟體重方面更為準(zhǔn)確；在預(yù)測拐點(diǎn)周齡時(shí)，Logistic模型是預(yù)測桂香雞公雞拐點(diǎn)周齡的最佳模型。牛建芹等[16]用3種模型研究東鄉(xiāng)黑雞時(shí)認(rèn)為Bertalanffy模型是東鄉(xiāng)黑雞的最佳擬合生長曲線模型。劉宏祥等[17]對隱性白羽雞與清遠(yuǎn)麻雞進(jìn)行3種模型擬合研究，發(fā)現(xiàn)體重用Gompertz 和von Bertalanffy模型擬合效果最好。

李洪林等[18]、李巖等[19]分別對貴州黃雞慢羽系、層疊本交籠飼養(yǎng)海蘭褐父母代種雞進(jìn)行3種生長模型的擬合分析，認(rèn)為 Logistic模型對貴州黃雞慢羽系和海蘭褐父母代公雛體重?cái)M合效果最佳，同時(shí)李巖等[19]認(rèn)為,Gompertz模型是最適合于擬合母雛體重的模型，而3種模型均可用于產(chǎn)蛋期母雞體重的擬合。

綜上所述，不同品種的禽類生長發(fā)育規(guī)律各有特點(diǎn)，適合的擬合曲線模型也不相同。BWEL-SPF雞是由白來航雞培育凈化而成，無特定的病原體及相關(guān)抗體，連續(xù)多代飼育在屏障環(huán)境或隔離環(huán)境中，環(huán)境完全為人為設(shè)定，由于環(huán)境特點(diǎn)和微生物特點(diǎn)，其特性已與原種雞有所不同，其生長發(fā)育遵循特定規(guī)律[20-21]。對SPF雞生長曲線的研究尚未有報(bào)道。詹凱等[4]對3個(gè)蛋雞品種進(jìn)行了生長曲線擬合研究，其中的農(nóng)大3號與本研究的BWEL-SPF雞都具有白來航雞血統(tǒng)，農(nóng)大3號雞的von Bertalanffy模型拐點(diǎn)周齡為7.94，BWEL-SPF雞的von Bertalanffy模型拐點(diǎn)周齡為7.98，兩者非常接近，證明其生長規(guī)律有相似性；但兩者模型擬合極限體重分別為1 673 g和2 204.56 g，農(nóng)大3號為選育的矮小型蛋雞，體重較輕，說明兩者選育目標(biāo)屬于不同分支，已各有特性。

本研究應(yīng)用Logistic、von Bertalanffy和Gompertz這3種模型對BWEL-SPF雞的生長情況進(jìn)行擬合，擬合度R2分別為0.990、0.997和0.996，其中von Bertalanffy和Gompertz模型擬合度均大于0.995，能較好的擬合BWEL-SPF雞的體重生長曲線，以von Bertalanffy模型擬合度最高。von Bertalanffy模型能更好地反映BWEL-SPF雞的生長情況，可以為飼養(yǎng)管理和選育提供理論依據(jù)。BWEL-SPF雞的拐點(diǎn)周齡為7.98，在此時(shí)需要加強(qiáng)飼養(yǎng)管理和提高飼料營養(yǎng)水平，以滿足其生長過程中所需要的營養(yǎng)。本研究為SPF雞的保種育種、飼養(yǎng)管理提供了參考依據(jù)。